Bayerisch-Tschechische Hochschulagentur

Mobilitätsbeihilfen: Experimentelle Untersuchungen zum EHD-Kontakt in Hypoid- und Kegelradverzahnungen an der Technischen Universität Brünn

Im Rahmen seiner Masterarbeit untersuchte Ulrich Tutzer von der Technische Universität München (TUM) systematisch den Schmierfilmaufbau, das Reibungsverhalten und die Kontakttemperatur in EHD-Kontakten, wie diese bei Kegel- und Hypoidverzahnungen vorliegen. Zur Durchführung der dafür notwendigen Experimente konnte ein 10-tägiger Forschungsaufenthalt an der Technischen Universität Brünn realisiert werden. 

Die experimentellen Untersuchungen von elastohydrodynamischen (EHD-) Kontakten führte Ulrich Tutzer am Lehrstuhl für Tribologie der Technischen Universität Brünn (VUT v Brně) durch. Diese waren Bestandteil seiner Masterarbeit, die er bei Prof. Dr.-lng. Karsten Stahl von der Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau an der TUM ablegte.

Vor seinem Aufenthalt in Brünn erstellte Herr Tutzer in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner von der VUT v Brně, Ing. Petr Šperka, Ph.D., einen detaillierten Versuchsplan, um die in EHD- Kontakten von Kegel- und Hypoidverzahnungen auftretenden Kontaktbedingungen am Modellprüfstand abzubilden. Hierzu wurden gezielt Anströmwinkel und Oberflächengeschwindigkeiten der Wälzkörper variiert.

Herr Tutzer reiste am 20.5.2019 von München nach Brünn und erhielt an den ersten Tagen an der VUT v Brně eine Einweisung an den Modellprüfständen zur lokalen Messung von Schmierfilmdicke, Reibungszahl und Kontakttemperatur. Im weiteren Verlauf vom 20.5 bis 24.5. wurden Schmierfilmdicken- und Reibungszahlmessungen unter Anleitung von Herrn Šperka durchgeführt und ausgewertet. Am 23.5.fand eine Abendveranstaltung und am 24.05. eine Diskussionsrunde mit den Projektteilnehmern zu den bisherigen Ergebnissen und den Potentialen für eine Weiterverwendung der Ergebnisse statt. ln der zweiten Woche des Aufenthalts von Herrn Tutzer vom 27.5. bis 30.5. wurden vornehmlich Kontakttemperaturmessungen und deren Auswertung durchgeführt.

Herr Tutzer untersuchte während seines Aufenthalts in Brünn systematisch den Schmierfilmaufbau, das Reibungsverhalten und die Kontakttemperatur in EHD-Kontakten, wie diese bei Kegel- und Hypoidverzahnungen vorliegen. Dabei wurde eine Variation des Winkels zwischen den Oberflächengeschwindigkeiten, des Winkels zwischen Summengeschwindigkeit und langer Halbachse des ellipsenförmigen Kontaktes sowie Schlupf und Summengeschwindigkeit durchgeführt. Exemplarische chromatische lnterferogramme zeigen für Winkel zwischen den Oberflächengeschwindigkeiten (0" links und 36" rechts) die Schmierfilmdickenverteilung. Die Schmierfilmdicke, welche aus den Farben des lnterferogramms quantitativ und lokal abgeleitet wird, nimmt mit steigendem Winkel bei gleicher Summengeschwindigkeit ab.

Die Ergebnisse liefern eíne wertvolle Validierungsgrundlage für TEHD Simulationsergebnisse, welche im weiteren Verlauf der Masterarbeit berechnet wurden. Des Weiteren konnte experimentell ein Einfluss der Winkel zwischen den Oberflächengeschwindigkeiten und der Summengeschwindigkeit sowie der Iangen Halbachse des ellipsenförmigen Kontaktes beobachtet werden.
Eine Veröffentlichung der Ergebnisse aus den experimentellen Untersuchungen und aus der Gegenüberstellung mit Simulationsergebnissen ist nach Beendigung der Masterarbeit in einer
Fachzeitschrift geplant.

Der Forschungsaufenthalt wurde durch „Mobilitätsbeihilfen“ der Bayerisch-Tschechische Hochschulagentur unterstützt. Das Förderprogramm ermöglicht es Studierenden, Lehrenden und Forschenden aus Bayern und Tschechien Zuschüsse für Studien-, Vortrags- und Forschungsaufenthalte in Tschechien bzw. in Bayern zu erhalten.

 

MOB Stahl

Exemplarische chromatische Interferogramme für einen Winkel von 0° zwischen den Oberflächengeschwindigkeiten.
Foto: Tutzer

 

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